本日禀享的DIY项目有点励志。
其作者想学习Linux，于是花一个月韶光边学边做，竟真成功开源出了一个——还不错的 四层板设计的 终端设备。
可能有人要问了，这终端设备起到啥浸染？哪好了？
说是个终端设备，实在它可以是个MP3，也可以是个拓展坞……
相称于是一堆小产品凑集于一块电路板上。
话不多说，回归正题！
下面就分享一下，其软硬件设计的教程，希望能对你有帮助！
开源项目描述
做了一个基于V3S芯片的随身终端，取名为V3S-PI。
功能有9个——获取景象、连耳机播放音乐、10M/100M以太网接口、连wifi、接入SD卡、调度屏幕亮度、按键掌握、外接其他设备、1转4 USB HUB。
下面将分享其——芯片特性、项目特性、软件开源、硬件开源。
芯片特性处理器集成了单个arm Cortex-A7 CPU，CPU以1.2GHz运行，支持浩瀚外围设备512Mbt DDR2在V3中高度集成SPINAND/ NOR闪存、SD / MMC有外部存储器接口支持视频引擎，格式如：720P @ 60FPS，H.264解码器，1080p可知足汽车数字视频记录（DVR）、IP摄像机（IPC）监控系统的需求
项目特性全志V3S主控，采取单核Cortex-A7，带硬件浮点芯片内封64Mbyte DDR2，无需外挂DDR2芯片支持RTL8723BS 2.4G WIFI(SDIO接口)通过CH334R扩展双USB口耳机接口采取V3S内置声卡支持10M/100M以太网接口支持SDMMC接口，用于启动系统支持CH340N 串口转USB，用于连接串口终端支持LRADC，四个ADC按键（暂未调通）2.4寸LCD彩屏，利用SPI接口2x8扩展接口，用于扩展I2C/UART软件开源在目前网上资料的根本上，作者自行移植了主线内核Uboot以及root。目前仅支持SD卡以及SPI Nor启动，SPI Nand启动请不要参考当前代码。
①UBoot
快速开始
git clone https://gitee.com/fhcloud/uboot-v3scd uboot-v3smake v3s_pi_defconfigmake
输出的文件在源码根目录u-boot-sunxi-with-spl.bin
②Linux
快速开始
git clone https://gitee.com/fhcloud/linux-v3scd linux-v3smake v3s_pi_defconfigmake
输出的内核文件在arch/arm/boot/zImage
输出的设备树请利用arch/arm/boot/dts/sun8i-v3s-pi.dtb
③Buildroot
快速开始
git clone https://gitee.com/fhcloud/buildroot-v3s.gitcd buildroot-v3smake v3s_pi_defconfigmake
输出的文件在output/images/rootfs.tar
测试镜像账号root，密码123456
我是分割线
软件方案关于软件方案，紧张讲这8个部分
——Linux内核、2.4寸LCD彩屏驱动、USB、以太网、无线网卡RTL8723BS、ADC按键、音频播放、libcurl。
①Linux内核
内核采取Linux5.15.143主线内核，在其根本上，修正了部分代码，适配V3S大部分外设。
②2.4寸LCD彩屏驱动
LCD彩屏利用SPI接口与主控连接。
软件部分采取TinyDRM，与传统的fbtft比较，不再是固定帧率刷新。采取DRM架构，可以与新架构程序更快集成。由于各家屏幕初始化代码不同，以是st7735r.c文件在原来的根本上，我们只需修正st7735r_pipe_enable这个函数中的代码即可。
修正完成的代码参考下方文件，设备树配置参考：
&spi0 { status = "okay"; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&spi0_pins>; display@0 { compatible = "jianda,jd-t18003-t01"; reg = <0>; spi-max-frequency = <95000000>; backlight = <&panel_backlight>; dc-gpios = <&pio 4 9 0>; // PE9 reset-gpios = <&pio 4 8 0>; // PE8 rotation = <0>; };};
除spi外，须要添加一个背光节点，这样就可以在用户层操作背光：
panel_backlight: panel-backlight { compatible = "gpio-backlight"; gpios = <&pio 4 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // PE7 default-on; status = "okay"; };
③USB
设备树配置参考：
&usb_otg { dr_mode = "host"; // peripheral status = "okay";};&usbphy { status = "okay";};
除引用节点外，一定要添加ochi/echi，不然USB插入会没有反应：
soc { ehci0: usb@01c1a000 { compatible = "allwinner,sun8i-v3s-ehci", "generic-ehci"; reg = <0x01c1a000 0x100>; interrupts = <GIC_SPI 72 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; clocks = <&ccu CLK_BUS_EHCI0>, <&ccu CLK_BUS_OHCI0>; resets = <&ccu RST_BUS_EHCI0>, <&ccu RST_BUS_OHCI0>; status = "okay"; }; ohci0: usb@01c1a400 { compatible = "allwinner,sun8i-v3s-ohci", "generic-ohci"; reg = <0x01c1a400 0x100>; interrupts = <GIC_SPI 73 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; clocks = <&ccu CLK_BUS_EHCI0>, <&ccu CLK_BUS_OHCI0>, <&ccu CLK_USB_OHCI0>; resets = <&ccu RST_BUS_EHCI0>, <&ccu RST_BUS_OHCI0>; status = "okay"; }; };
④以太网
直接引用DTSI文件中的emac节点即可，设备树参考：
&emac { allwinner,leds-active-low; status = "okay";};
⑤无线网卡RTL8723BS
Linux下SDIO架构类似于USB。
——设备插入后，如果有对应驱动，会自动加载。
以是设备树中，我们只须要配置好MMC1接口，然后编译对应的驱动ko，在rootfs中加载即可。
设备树配置参考下方：
&mmc1 { broken-cd; bus-width = <4>; vmmc-supply = <®_vcc3v3>; status = "okay";};
编译完成的ko文件在buildroot的overlay目录下面，可以参考下方资料：
r8723bs.ko便是编译完成的内核模块，此处的模块backport了5.19内核的驱动，比较于5.15的驱动更加稳定。
除ko文件外，此处还须要加载网卡固件，参考下方目录：
rtl8723bs_nic.bin可以从github或者其他网站上找到。
连接WIFI请参考下方脚本：
[root@buildroot ~]# cat conn.shmodprobe r8723bs.kowpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.confudhcpc -i wlan0
配置文件请参考下方：
ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicantap_scan=1network={ ssid="###############" psk="###############"}
⑥ADC按键
测试文件已开源，不赘述，想直接用请【参考文末】的开源网址。
⑦音频播放
Buildroot中集成了alsa，默认声卡会静音状态，打开终端，输入alsamixer，首先解除静音：
在当前界面，选中Headphone，然后按下M键 解除静音，然后利用键盘↑，调度音量到得当大小即可，界面可参考图12所示：
alsamixer
调度完成后，输入mpv 文件名 --no-video，插入耳机，即可实现音乐播放：
[root@buildroot ~]# mpv 2.flac --no-video Video --vid=1 [P] (mjpeg 500x500 1.000fps) (+) Audio --aid=1 (flac 2ch 48000Hz)File tags: Album: 西厢寻他 Title: 西厢寻他 Track: 1AO: [alsa] 48000Hz stereo 2ch s32A: 00:00:04 / 00:03:43 (2%)Exiting... (Quit)
命令提示符显示当前目录。
编辑/etc/profile文件，添加一行：
export PS1='[\u@\h \w]\$ '
然后export /etc/profile重新加载配置即可。
⑧libcurl
通过libcurl获取当前景象。程序已开源，参考文末开源网址查看。
硬件开源
硬件采取四层板设计，工具是嘉立创EDA，下面会将电路拆分为11部分，逐一解释。
①主控部分
本项目主控采取全志V3S，须要把稳的是，R3/R5电阻需利用1%，同时，EPHY存在两组电压。
图1 主控事理图
②ADC按键
板载四个ADC按键，电压跨度为0.2V，通过分压电阻实现。
图2 ADC按键
③2x16 PIN扩展接口
此处通过排针，引出了8个扩展接口，包含了一个串口/一个I2C总线，可用于外接其他设备。
图3 扩展接口
④赞助供电
板载四组供电芯片，分别产生3.0V、3.3V、1.8V、1.2V，个中
3.0V用于PLL以及AVCC仿照供电3.3V卖力芯片IO以及其他外设供电1.8V用于内存供电1.2V用于V3S核心主控供电。三路DCDC最大输出电流2A。
图4 赞助供电
⑤WIFI模块
板载2.4G WIFI模块，利用RTL8723BS模块，V3S与WIFI模块之间采用SDIO接口连接，引出一个IPEX接口用于外接天线，R20-R27为SDIO和芯片哀求的上拉电阻，C50/C51/C70为外围滤波电容，模块采取3.3V供电。
图5 WIFI模块事理图
⑥10M/100M以太网接口
百兆以太网须要利用两组差分，分别为RX/TX差分。以太网PHY一样平常带自动翻转功能，以是RX/TX可以对调。V3S以太网利用电压驱动，只需在网口变压器中央抽头处加100NF电容到地即可。
内部封装的电阻和2KV电容用于泄放主板的静电，防止高压打碎主控芯片。
R28/R29为LED限流电阻，SH1 SH2为外壳，直接接地即可。
图6 以太网接口事理图
⑦2.4寸LCD彩屏
2.4寸彩屏通过SPI与主控进行通信。
PE8接彩屏重置线PE9接DC用于区分数据/指令。
LEDA为背光阳极，LEDK接Q1 MOS，用于主控掌握背光开关。
屏幕通过焊锡焊接到PCB板上。
图7 2.4寸LCD彩屏事理图
⑧CH340 串口转USB
利用CH340N芯片，实现串口转USB，用于电脑连接终端。
R30/R31用于确保双头TYPEC线正常供电，D1为TVS，用于保护USB接口，此处利用3.3V供电，以是CH340N的VCC和V3须要连接到一起，同时增加100nf电容。
图8 CH340串口转USB
⑨CH334R 1转4 USB HUB
通过CH334R芯片，实现一转四个USB Host口。
此处采取统一供电，以是VDD33与V5连接到一起即可。
XI XO输入12Mhz晶振DPU/DMU接上行USB口图9 CH334R事理图
⑩耳机接口
耳机接口采取PJ-342接口，带音频和录音：
图10 PJ-342耳机接口
⑪SD卡接口
SD卡接口用于插入MicroSD卡。
R32-R36为SD卡上拉电阻，这里CLK不须要上拉，否则可能会影响SDIO通信。
图11 SD卡接口
结语DIY这个项目的本钱不到100元。
在DIY期间，作者既收成了一个实用的工具，还顺利入门了Linux和四层板PCB设计，的确是一举三得！
你以为呢？
参考资料：
[1]https://oshwhub.com/fanhuacloud/v3s_lcd
— 完 —
嘉立创EDA·头条号
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